package com.atwulidun.recursion;

import java.awt.*;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Comparator;

public class HorseChessBoard {
    private static int X; // 棋盘的列数
    private static int Y; // 棋盘的行数
    // 创建一个数组，标记棋盘的各个位置是否被访问过
    private static boolean[] isVisited;//初始值都是 false

    public static void main(String[] args) {
        X = 6;
        Y = 6;
        isVisited = new boolean[X * Y];//初始值都是 false
        // 创建棋盘
        int[][] chessboard = new int[X][Y];
        int row = 1;//马儿初始位置的行，从 1 开始编号
        int column = 1; //马儿初始位置的列，从 1 开始编号
        traversalChessboard(chessboard, row - 1, column - 1, 1);
        // 输出棋盘的最后情况
        for (int[] rows : chessboard) {
            for (int step : rows) {
                System.out.print(step + "\t");
            }
            System.out.println();
        }
//        traversalChessboard2(chessboard, row - 1, column - 1, 1);

    }

    // 若当前这一步走得通，则return true；否则return false
    // 改造成跟迷宫问题基本上一模一样的格式了
    // 这里是得过且过，只要找得到一条能通的路，就不再管其他的通路了，巧妙运用了return true！！！！！！
    public static boolean traversalChessboard(int[][] chessboard, int row, int column, int step) {
        // 能进入到这里有两种情况：
        // 第一种情况是第一个点，那肯定是没有被访问过的
        // 第二种情况是递归进来的，但是经过!isVisited[p.y * X + p.x]剪枝进来的，所以也肯定是没有被访问过的
        // 下面这两句已经相当于给第一步做出的选择进行赋值，如果是按照回溯算法的正常步骤，应该是在下一步递归完后，对第一步的赋值进行撤销的，
        // 这里的处理方式是若这一步行不通，那才把当前的赋值进行撤销，走得通的话不进行撤销
        chessboard[row][column] = step;
        //标记该位置已经被访问
        //row = 4 X = 8 column = 4 = 4 * 8 + 4 = 36
        isVisited[row * X + column] = true;
        // 递归返回条件
        if (step == X * Y) {
            return true;
        }
        // 获取当前位置可以走的下一个位置的集合 ArrayList<Point>
        ArrayList<Point> ps = next(new Point(column, row));

        // 优化处理：对ps进行非降序排序
        sort(ps);

        // 遍历 ps
        // 判断当前点是否走得通就是要看下一步的所有点是否有走得通的，直到找到一个走得通的点为止，然后直接就return true结束当前方法了，
        // 哪怕下面还有能走得通的点，也不用再继续往下找了
        while (!ps.isEmpty()) {
            //取出下一个可以走的位置
            Point p = ps.remove(0);
            // 判断该点是否已经访问过
            if (!isVisited[p.y * X + p.x] && traversalChessboard(chessboard, p.y, p.x, step + 1)) {
                return true;
            }
        }
        // 若下一步的所有点都没有走得通的，那当前点肯定走不通，所以方法会执行到这个位置，因为若有走得通的，那早就return true结束当前方法了
        // 撤销当前点的赋值
        chessboard[row][column] = 0;
        // 撤销该位置已经被访问
        isVisited[row * X + column] = false;
        // 记得返回false
        return false;
    }

    // 对于上面的方法，可以有个优化：
    // 因为只要下一步能找到一个可以走得通的点就return true，所以把下一步可以选择的点的再下一步的可选择的点最少的下一步的点排在ps的最前面，这样可以减少回溯的次数
    private static void sort(ArrayList<Point> ps) {
        ps.sort(new Comparator<Point>() {
            @Override
            public int compare(Point o1, Point o2) {
                // 进行非降序排序
                return next(o1).size() - next(o2).size();
            }
        });
    }

    // 这里是把所有可能的走法都打印出来
    public static void traversalChessboard1(int[][] chessboard, int row, int column, int step) {
        // 回溯三部曲：
        // 一、先对当前选择进行赋值
        chessboard[row][column] = step;
        //标记该位置已经被访问
        //row = 4 X = 8 column = 4 = 4 * 8 + 4 = 36
        isVisited[row * X + column] = true;
        // 递归返回条件
        // 当有一种方法走得通后，打印当前的棋盘
        if (step == X * Y) {
            for (int[] rows : chessboard) {
                for (int item : rows) {
                    System.out.print(item + "\t");
                }
                System.out.println();
            }
            System.out.println("====================================");
            // 特别注意：这里也要进行对赋值的撤销！！！！！！！！！！！！
            // 撤销当前点的赋值
            chessboard[row][column] = 0;
            // 撤销该位置已经被访问
            isVisited[row * X + column] = false;
            return;
        }
        // 二、对下一步做出选择
        // 获取当前位置可以走的下一个位置的集合 ArrayList<Point>
        ArrayList<Point> ps = next(new Point(column, row));
        // 遍历 ps
        while (!ps.isEmpty()) {
            //取出下一个可以走的位置
            Point p = ps.remove(0);
            // 判断该点是否已经访问过
            if (!isVisited[p.y * X + p.x]) {
                traversalChessboard1(chessboard, p.y, p.x, step + 1);
            }
        }
        // 三、撤销对当前选择的赋值
        // 撤销当前点的赋值
        chessboard[row][column] = 0;
        // 撤销该位置已经被访问
        isVisited[row * X + column] = false;
    }

    // 这里是把所有可能的走法都打印出来的改进版(执行过程和上面的未改进版是一样的)
    // 当step == X * Y进来，那么所有情况都被!isVisited[p.y * X + p.x]给剪枝掉了
    public static void traversalChessboard2(int[][] chessboard, int row, int column, int step) {
        // 回溯三部曲：
        // 一、先对当前选择进行赋值
        chessboard[row][column] = step;
        //标记该位置已经被访问
        //row = 4 X = 8 column = 4 = 4 * 8 + 4 = 36
        isVisited[row * X + column] = true;
        // 二、对下一步做出选择
        // 获取当前位置可以走的下一个位置的集合 ArrayList<Point>
        ArrayList<Point> ps = next(new Point(column, row));
        // 遍历 ps
        while (!ps.isEmpty()) {
            //取出下一个可以走的位置
            Point p = ps.remove(0);
            // 判断该点是否已经访问过
            if (!isVisited[p.y * X + p.x]) {
                traversalChessboard2(chessboard, p.y, p.x, step + 1);
            }
        }
        // 递归返回条件
        // 当有一种方法走得通后，打印当前的棋盘
        if (step == X * Y) {
            for (int[] rows : chessboard) {
                for (int item : rows) {
                    System.out.print(item + "\t");
                }
                System.out.println();
            }
            System.out.println("====================================");
        }
        // 三、撤销对当前选择的赋值
        // 撤销当前点的赋值
        chessboard[row][column] = 0;
        // 撤销该位置已经被访问
        isVisited[row * X + column] = false;
    }


    public static ArrayList<Point> next(Point curPoint) {
        //创建一个 ArrayList
        ArrayList<Point> ps = new ArrayList<Point>();
        //创建一个 Point
        Point p1 = new Point();
        //表示马儿可以走 5 这个位置
        if ((p1.x = curPoint.x - 2) >= 0 && (p1.y = curPoint.y - 1) >= 0) {
            ps.add(new Point(p1));
        }
        //判断马儿可以走 6 这个位置
        if ((p1.x = curPoint.x - 1) >= 0 && (p1.y = curPoint.y - 2) >= 0) {
            ps.add(new Point(p1));
        }
        //判断马儿可以走 7 这个位置
        if ((p1.x = curPoint.x + 1) < X && (p1.y = curPoint.y - 2) >= 0) {
            ps.add(new Point(p1));
        }
        //判断马儿可以走 0 这个位置
        if ((p1.x = curPoint.x + 2) < X && (p1.y = curPoint.y - 1) >= 0) {
            ps.add(new Point(p1));
        }
        //判断马儿可以走 1 这个位置
        if ((p1.x = curPoint.x + 2) < X && (p1.y = curPoint.y + 1) < Y) {
            ps.add(new Point(p1));
        }
        //判断马儿可以走 2 这个位置
        if ((p1.x = curPoint.x + 1) < X && (p1.y = curPoint.y + 2) < Y) {
            ps.add(new Point(p1));
        }
        //判断马儿可以走 3 这个位置
        if ((p1.x = curPoint.x - 1) >= 0 && (p1.y = curPoint.y + 2) < Y) {
            ps.add(new Point(p1));
        }
        //判断马儿可以走 4 这个位置
        if ((p1.x = curPoint.x - 2) >= 0 && (p1.y = curPoint.y + 1) < Y) {
            ps.add(new Point(p1));
        }
        return ps;
    }
}
